Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 THCS môn Hóa học - Năm học 2010-2011 - Sở GD&ĐT Hải Dương (Kèm hướng dẫn chấm)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
HẢI DƯƠNG
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010-2011
MÔN THI: HÓA HỌC 
Thời gian làm bài: 150 phút 
Ngày thi 27 tháng 3 năm 2011
Đề thi gồm 1 trang
Câu 1(2 điểm):
Chất bột A là Na2CO3, chất bột B là Ca(HCO3)2. Viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có) khi:
	- Nung nóng A và B.
	- Hòa tan A và B bằng dung dịch H2SO4 loãng.
- Cho CO2 qua dung dịch A và dung dịch B.
- Cho dung dịch Ca(OH)2 vào dung dịch A và dung dịch B.
- Cho A và B vào dung dịch BaCl2.
Có 5 lọ hóa chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các hóa chất sau: NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4. Chỉ được dùng thêm phenolphtalein ( với các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ). Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận ra 5 hóa chất trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có).
Câu 2 (2 điểm):
Từ Metan và các chất vô cơ, các điều kiện phản ứng cần thiết có đầy đủ. Hãy viết các phương trình hóa học điều chế: rượu etylic, axit axetic, polietilen, etyl axetat, etylclorua(C2H5Cl), etan (C2H6).
Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon ở trạng thái khí có số nguyên tử C4. Người ta thu được khí cacbonic và hơi nước theo tỷ lệ thể tích là 1:1 (các chất khí và hơi đo ở cùng điều kiện). Xác định công thức cấu tạo có thể có của hidrocacbon trên.
Câu 3 (2 điểm): Hỗn hợp A gồm hai kim loại Na và Al.
Hòa tan A vào nước dư:
Xác định tỉ lệ số mol để hỗn hợp A tan hết?
Nếu khối lượng A là 16,9 gam cho tan hết trong lượng nước dư thì thu được 12,32 lít khí H2 (đktc). Xác định khối lượng mỗi kim loại trong A?
Cho 16,9 gam hỗn hợp A như trên vào 2 lít dung dịch HCl 0,75M, phản ứng xong thu được dung dịch X. Cho 2 lít dung dịch KOH vào X kết thúc các phản ứng thì thu được 7,8 gam kết tủa. Xác định nồng độ mol/lít của dung dịch KOH đã dùng?
Câu 4 (2 điểm): 
Hòa tan hoàn toàn một lượng kim loại M trong dung dịch H2SO4 loãng có nồng độ 20% (lấy dư 20% so với lượng cần cho phản ứng). Dung dịch thu được có nồng độ của muối tạo thành là 23,68%. Xác định kim loại M?
Nêu phương pháp tách hai muối FeCl2 và CuCl2 ra khỏi hỗn hợp của chúng mà khối lượng không thay đổi. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra (nếu có).
Câu 5 (2 điểm): A là hỗn hợp khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) gồm ba hidrocacbon (X, Y, Z) có dạng công thức là CnH2n+2 hoặc CnH2n ( có số nguyên tử C 4). Trong đó có hai chất có số mol bằng nhau.
	Cho 2,24 lít hỗn hợp khí A vào bình kín chứa 6,72 lít O2 ở điều kiện tiêu chuẩn rồi bật tia lửa điện để các phản ứng xảy ra hoàn toàn ( giả sử phản ứng cháy chỉ tạo ra CO2 và H2O). Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4đặc rồi bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Thấy khối lượng bình 1 tăng 4,14 gam và bình 2 có 14 gam kết tủa.
Tính khối lượng hỗn hợp khí A ban đầu?
Xác định công thức phân tử của X, Y, Z?
Cho: C=12; Cl =35,5; H = 1; Al = 27; Na = 23; O = 16; Ca = 40; Ba = 137; S = 32; Fe = 56;
Cu = 64; Zn = 65; Ag = 108; Mg = 24.
- - -Hết- - -
Họ tên thí sinh: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . số báo danh: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
Chữ kí giám thị 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chữ kí giám thị 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010-2011
MÔN: HÓA HỌC
Câu
Ý
Hướng dẫn chấm
Điểm
1
1
- Các phương trình hóa học xảy ra là:
+) Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O
 CaCO3 CaO + CO2 
0.25đ
+) Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2
 Ca(HCO3)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O + 2 CO2
0.25đ
+) Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3
+) Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2NaOH
 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
+) Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
(Nếu HS coi cho hỗn hợp cùng vào dung dịch BaCl2 mà có thêm phương trình
 Na2CO3 + Ca(HCO3)2 CaCO3 + 2NaHCO3 không cho điểm vì bài không cho “ cùng vào dung dịch BaCl2 “)
0.25đ
0.25đ
2
Lấy một lượng vừa đủ mỗi mẫu hóa chất cho vào các ống nghiệm riêng biệt rồi đánh số thứ tự.
Nhỏ từ từ dung dịch phenolphtalein vào các ống nghiệm chứa các hóa chất nói trên,
+ Nếu ống nghiệm nào hóa chất làm phenolphtalein từ không màu chuyển màu hồng là NaOH
+ Ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì là HCl, H2SO4, BaCl2 và Na2SO4.
0.25đ
 Nhỏ từ từ và lần lượt vài giọt dung dịch có màu hồng ở trên vào 4 ống nghiệm còn lại.
+ Ống nghiệm nào làm mất màu hồng là các dung dịch axit HCl và H2SO4.( Nhóm I)
+ Ống nghiệm nào không làm mất màu hồng là dung dịch muối BaCl2 và Na2SO4.( Nhóm II).
PTHH: NaOH + HCl NaCl + H2O
 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O
0.25đ
Nhỏ một vài giọi dung dịch của một dung dịch ở nhóm I và hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II
+ Nếu không có hiện tượng gì thì hóa chất đó là HCl. Chất còn lại của nhóm I là H2SO4. Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hóa chất nhóm II
- Nếu thấy ống nghiệm nào kết tủa trắng thì ống nghiệm đó chứa dung dịch BaCl2.
- Ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì đó là hóa chất Na2SO4
+ Nếu thấy ống nghiệm nào có kết tủa ngay thì dung dịch ở nhóm I là hóa chất H2SO4, ống nghiệm gây kết tủa BaCl2, ống nghiệm còn lại không gây kết tủa chứa hóa chất Na2SO4. Hóa chất còn lại ở nhóm I là HCl.
PTHH: H2SO4 + BaCl2 BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl
0.25đ
0.25đ
2
1
Phương trình hóa học: 
2CH4 C2H2 + 3H2
C2H2 + H2 C2H4
C2H4 + H2O C2H5OH ( rượu etylic)
C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O
 ( axit axetic)
CH2 = CH2 (- CH2 – CH2 -)n (Poli etilen)
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
 ( etyl axetat)
C2H4 + HCl C2H5Cl ( etyl clorua)
C2H4 + H2 C2H6 (etan)
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
2
Gọi công thức tổng quát của Hidrocacbon là CxHy ( x, y )
PTHH: CxHy + ( x + )O2 xCO2 + H2O
Theo bài ra tỷ lệ thể tích CO2 : H2O = 1:1 
Vì là chất khí có số nguyên tử C 4 nên ta có 2 x 4
0.25đ
+ Trường hợp 1: x = 2. Công thức của H-C là C2H4 có CTCT là CH2 = CH2 
+ Trường hợp 2: x = 3. Công thức của H-C là C3H6 có các công thức cấu tạo phù hợp là:
CH2 =CH – CH3; 
0.25đ
+ Trường hợp 3: x = 4. Công thức của H-C là C4H8 có các công thức cấu tạo phù hợp là:
CH2=CH-CH2-CH3; CH3–CH=CH-CH3; CH2=C-CH3
 |
 CH3
 ; -CH3
0.25đ
0.25đ
3
1
a) Cho hỗn hợp A tan hết trong nước.
PTHH : 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)
 2Al +2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (2)
Gọi x, y lần lượt là số mol Na, Al trong hỗn hợp A ( x, y>0)
Theo PT 1, 2 để hỗn hợp A tan hết thì nNa: nAl = 
0.5đ
b) Khi mA = 16,9 (gam) và 
ta có phương trình: 23x + 27y = 16,9(I)
Theo PT 1: 
Theo PT 2: 
Ta có PT: 
Kết hợp I và II ta có hệ: 23x + 27y = 16,9
Giải hệ ta được: x = 0,5; y = 0,2. Vậy khối lượng của Na = 0,5.23= 11,5(gam)
 Khối lượng của Al = 0,2.27 = 5,4 (gam)
0.5đ
2
Cho 16,9 gam A ( Na = 0,5 mol; Al = 0,2 mol) vào dung dịch HCl 
nHCl = 2. 0,75 = 1,5 (mol)
PTHH: 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 (3)
 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (4)
Vì nHCl = 1,5 > nNa + 3nAl = 1,1 (mol). Vậy HCl phản ứng dư.
Ta có : nHCl dư = 1,5 - 1,1 = 0,4 (mol)
0.25đ
Khi cho dung dịch KOH và dung dịch sau phản ứng vì có kết tủa HCl hết:
PTHH: KOH + HCl KCl + H2O ( 5)
	0,4	0,4
 3KOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3KCl (6)
	3a	a	a
Có thể xảy ra : KOH + Al(OH)3 KAlO2 + H2O (7)
	b	b
0.25đ
Trường hợp 1: không xảy ra phản ứng 7. AlCl3 dư, KOH hết
a = 
nKOH = 0,4 + 0,3 = 0,7 (mol).
Vậy nồng độ dung dịch KOH là: CM =
0.25đ
Trường hợp 2: Xảy ra phản ứng 7. Sau phản ứng 6 AlCl3 hết, sau pứ 7 KOH hết Al(OH)3 dư = 0,1 (mol)
 a = 0,2 
 b = a – 0,1 = 0,1(mol) 
nKOH = 0,4 + 3a + b = 1,1 (mol)
Vậy nồng độ dung dịch KOH là: CM 
0.25đ
4
1
Gọi hóa trị của kim loại M trong phản ứng là n ( 1 n 3)
PTHH: 2M + nH2SO4 M2(SO4)n + nH2 (1)
Gọi số mol của M là x 
0.25đ
Theo PT 1: nhidro = 
Vì dùng dư 20% so với lượng phản ứng 
Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng là: 
Theo định luật bào toản khối lượng:
mdung dịch sau phản ứng = mkim loại + mdung dịch axit – mhidro = Mx + 294nx - = Mx +293nx (gam)
0.25đ
Theo PT: nmuối = nM = nx (mol)
mmuối = nx(2M + 96)= Mx + 49nx
Ta lại có C%muối = 23,68%, khối lượng của muối = 
Ta có phương trình: Mx + 49nx = 
0.25đ
Giải PT ta được: M = 28n.
n
1
2
3
M
28 (loại)
56 (Fe)
84 (loại)
Vậy kim loại hóa trị II khối lượng mol = 56 là sắt (Fe)
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2
0.25đ
2
 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp vào nước thu được dung dịch.
Cho từ từ dung dịch NaOH tới dư vào dung dịch chứa hỗn hợp. Lọc lấy kết tủa, nung ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi được hỗn hợp hai oxit( FeO và CuO).
PTHH: CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl
 FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
 Cu(OH)2 CuO + H2O
 Fe(OH)2 FeO + H2O 
Cho luồng khí H2 đi qua hỗn hợp oxit nung nóng đến khối lượng không đổi thu được Fe và Cu .
Cho Fe và Cu vào dung dịch HCl dư đến khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn là Cu. Cô cạn dung dịch thu được FeCl2 tinh khiết.
Đốt Cu trong khí clo dư thu được Cl2 tih khiết
PTHH: Fe + HCl FeCl2 + H2
 Cu + Cl2 CuCl2
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
5
a
Theo bài ra ta có: nA = 
Khi đốt cháy phản ứng xảy ra hoàn toàn hỗn hợp ma chỉ thu được CO2 và H2O, giả sử CTTQ ba H-C là CxHy
PTHH: CxHy + ( x + )O2 xCO2 + H2O
Cho toàn bộ sản phẩm qua bình 1 đựng H2SO4 đặc sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì H2O hấp thụ vào H2SO4 đặc.
CO2 hấp thụ vào bình Ca(OH)2 dư tạo kết tủa CaCO3 theo PT
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
Ta có: 
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng
Vậy oxi dư, hỗn hợp H-C cháy hoàn toàn.
mhỗn hợp H-C = mC + mH = 0,14.12 + 0,23.2 = 2,14 (gam)
0.75đ
b
Ta có: MTB của hỗn hợp A= .Vậy trong hỗn hợp A cómột H-C là CH4.giả sử là X có mol là a ( a>0) 
Khi đốt dạng tổng quát có thể có 2 phương trình sau: 
 CnH2n +2 + nCO2 + (n +1)H2O (1)
 CmH2m + mCO2 + mH2O (2)
Nhận thấy theo PT 1 : 
 PT 2: 
Vậy 
Trường hợp 1: Nếu Y và Z cùng dạng CmH2m có số lần lượt là b và c ( b, c>0)
 a = 0,09; b + c = 0,01 Vậy số mol CO2 = 0,09 + 0,01m = 0,14
 m = 6 ( loại)
Trường hợp 2: Vậy X ( CH4), Y (Cn H2n+2), Z ( CmH2m) với 2 n, m 4.
 a + b = 0,09.
 c = 0,01
Vậy số mol CO2 = a + nb + 0,01m = 0,14 
Vì 2 chất có số mol bằng nhau:
	Nếu: a = b = 
Ta có: 0,045 + 0,045n +0,01m = 0,14
 4,5n + m = 9,5 (loại vì m 2 n <2)
	Nếu: a = c = 0,01(mol).
 b = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)
Ta có: 0,01 + 0,08n + 0,01m = 0,14
 8n + m = 13 ( loại vì n < 2)
	Nếu: b = c = 0,01
	 a = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)
Ta có: 0,08 + 0,01n + 0,01m = 0,14 n + m = 6
khí đó 
n
2
3
4
m
4
3
2
Vậy 3 H-C có thể là: CH4; C2H6; C4H8
 hoặc CH4; C3H8; C3H6 
 hoặc CH4; C4H10; C2H4
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
Chú ý: 
Nếu phương trình không cân bằng thì trừ nửa số điểm của phương trình đó. Nếu sử dụng trong tính toán thì phần tính toán không cho điểm.
Học sinh có cách giải khác tương đương đúng vẫn cho điểm tối đa.